JP2001255188A - Flow rate and flowing velocity measuring apparatus - Google Patents

Flow rate and flowing velocity measuring apparatus

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JP2001255188A
JP2001255188A JP2000069246A JP2000069246A JP2001255188A JP 2001255188 A JP2001255188 A JP 2001255188A JP 2000069246 A JP2000069246 A JP 2000069246A JP 2000069246 A JP2000069246 A JP 2000069246A JP 2001255188 A JP2001255188 A JP 2001255188A
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JP
Japan
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flow
outlet
branch
flow rate
measuring device
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Withdrawn
Application number
JP2000069246A
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Japanese (ja)
Inventor
Shunsuke Maeda
俊介 前田
Yoshihiko Yukimura
由彦 幸村
Takio Kojima
多喜男 小島
Yasuhisa Kuzutani
康寿 葛谷
Masanori Suda
正憲 須田
Takafumi Oshima
崇文 大島
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flow rate and flowing velocity measuring apparatus, capable of accurately measuring a flowing velocity and a flow rate of the flow forward for a long period by preventing contamination of a detection element by a contaminant to be conveyed by a back flow. SOLUTION: The flow rate and flowing velocity measuring apparatus comprises a main flow tube, in which a fluid to be measured flows in the forward direction (a direction Mf) or a backward direction (a direction Mc), a distributing tube 2 having a distributing passage 3 connected to the main flow tube and introduced with the fluid to be measured, and the detecting element 7 exposed with the fluid flow in the passage 3. In this case, the passage 3 has a throttle R, formed at an upstream side of the element 6, inflection parts 3a, 3b provided between the element 7 and an outlet 5 to inflect an fluid flow introduced, a retention space 8 for retaining the back flow introduced reversely from the outlet 5 at an outer peripheral side of the part 3b, directly in front of the outlet 5, and a channel wall surface inclined toward a direction to become the downstream side, when the fluid flows in the forward direction (direction Mf) from the upstream side toward the outlet 5 near the outlet 5. In this case, an angle θ, formed between a direction DF of the fluid flow guided from the outlet 5 and the flowing direction of the forward flow Mf, is an acute angle.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、流れに関する諸
量、特に流量及び流速を測定するための装置に関し、中
でも温度に依存する検出素子及び/又は半導体チップ上
に一体形成された検出素子を用いた流量及び流速測定装
置に関し、例えば、車両又は産業用エンジンの燃焼制御
用質量流量センサ、或いは、産業用空調システムやコン
プレッサ圧空供給システム用の質量流量センサ、更には
家庭用ガスコンロの空燃比制御用流量センサ等として好
適に適用される測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for measuring various quantities relating to flow, in particular flow and flow velocity, and more particularly to a temperature-dependent detection element and / or a detection element integrally formed on a semiconductor chip. For example, a mass flow sensor for controlling combustion of a vehicle or an industrial engine, or a mass flow sensor for an industrial air conditioning system or a compressor air supply system, and also for controlling the air-fuel ratio of a household gas stove. The present invention relates to a measurement device suitably applied as a flow sensor or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車(特に四輪)を取り巻く状
況においては、エミッション規制等による環境への配慮
が最も重要視されている。これらの規制に対応するため
には、より高精度なエンジン燃焼制御が必要となってき
ている。そこで、エンジン燃焼制御用質量センサの流路
構造に関して、種々の提案がなされている。例えば、特
開平8-271293号公報及び特開平11-14421号公報には、エ
ンジンの吸気管に分流管を接続して該測定流体を取り込
み、該分流管内で流量測定を行うような構造により、エ
ンジンの脈動による影響を受け難くして高精度な流量測
定の実現を図る測定装置が提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the situation surrounding automobiles (especially four-wheeled vehicles), environmental considerations such as emission regulations have been given the most importance. In order to comply with these regulations, more precise engine combustion control is required. Therefore, various proposals have been made regarding the flow path structure of the engine combustion control mass sensor. For example, JP-A-8-271293 and JP-A-11-14421 have a structure in which a shunt tube is connected to an intake pipe of an engine to take in the measurement fluid, and a flow rate is measured in the shunt tube. There has been proposed a measuring device which is hardly affected by pulsation of an engine and realizes high-precision flow measurement.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らの知見によ
れば、自動車用のエンジン燃焼制御用質量流量センサの
精度向上に関して、逆流及び脈動が吸入空気量測定に与
える影響も問題である。さらには逆流によるエンジンか
らの汚染物の吹返しが検出素子に与えるダメージも大き
な問題である。なお、「逆流」とは、吸気管内をエンジ
ンから吸気口に向かって流れる流れのことを称し、一
方、「順流」とは、吸気管内を吸気口からエンジンに向
かって流れる通常の流れ、すなわち吸入空気の流れのこ
とを称する。
According to the knowledge of the present inventors, regarding the improvement of the accuracy of a mass flow sensor for controlling the combustion of an engine for an automobile, the influence of the backflow and the pulsation on the measurement of the intake air amount is also a problem. Further, the backflow of contaminants from the engine due to the backflow damages the detection element, which is also a serious problem. Note that "backflow" refers to a flow flowing from the engine to the intake port in the intake pipe, while "forward flow" refers to a normal flow flowing from the intake port to the engine in the intake pipe, i.e., suction. Refers to the flow of air.

【0004】しかしながら、上記した特開平8-271293号
公報及び特開平11-14421号公報においては、逆流に対す
る検出素子の耐汚染性や汚損による検出精度劣化に関し
て言及されていない。
However, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-271293 and 11-14421 do not mention the contamination resistance of the detecting element against backflow or the deterioration of detection accuracy due to contamination.

【0005】本発明の目的は、逆流によって搬送される
汚染物による検出素子の汚染が防止され、順流の流速及
び流量を長期間に亘って高精度に測定できる流量及び流
速測定装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a flow rate and flow velocity measuring apparatus which can prevent the detection element from being contaminated by contaminants conveyed by a back flow and can measure the forward flow velocity and the flow rate with high accuracy over a long period of time. It is.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の視点によ
れば、被測定流れが導入される分流路と、前記分流路内
の流れに晒され、流れに関する諸量、特に流速及び流量
等を検出する検出素子と、前記分流路の途中であって前
記検出素子と該分流路の導出口の間に設けられ、該導出
口から逆に導入される逆流の少なくとも一部を滞留させ
る滞留空間と、を有し、前記分流路の導出口近傍におい
て、該分流路は該導出口に向かうにつれて、被測定流れ
が(被測定管内ないし主流管内を)順方向に流れた場合
に下流側となる方へ向かって傾斜された流れに関する測
定装置が提供される。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a branch channel into which a flow to be measured is introduced, and a flow-related quantity, particularly a flow rate and a flow rate, which are exposed to the flow in the branch channel. And a detection element that is provided between the detection element and the outlet of the branch flow path in the middle of the branch flow path and that retains at least a part of the backflow reversely introduced from the discharge opening. And a space, and in the vicinity of the outlet of the branch flow path, when the flow to be measured flows in the forward direction (in the pipe to be measured or in the main flow pipe), the branch flow path is directed to the downstream side toward the outlet. A measuring device is provided for a flow that is inclined toward one end.

【0007】この測定装置によれば、分流路の途中に上
記滞留空間が設けられたことにより、測定精度に対する
逆流の影響が減少され、さらには脈動の影響も減少され
る。すなわち、サージ機能が発揮される。同時に、逆流
中に多数含まれる汚染物が検出素子へ到達することが抑
止されて検出素子の汚染が防止される。すなわち、トラ
ップ機能が発揮される。この結果、逆流、さらには脈動
が順流方向の測定に与える影響が抑制され、順流の流れ
に関する諸量を、長期間に亘って高精度で検出すること
ができる。また、滞留空間が検出素子の下流側に配置さ
れたことによって、順流の流れに関する諸量を測定する
際の応答性が向上される。
According to this measuring device, the influence of the backflow on the measurement accuracy is reduced and the influence of the pulsation is also reduced by providing the stagnation space in the middle of the branch channel. That is, a surge function is exhibited. At the same time, a large number of contaminants contained in the backflow are prevented from reaching the detection element, and contamination of the detection element is prevented. That is, a trap function is exhibited. As a result, the influence of the backflow and further the pulsation on the measurement in the forward flow direction is suppressed, and various quantities relating to the forward flow can be detected with high accuracy over a long period of time. In addition, since the residence space is arranged downstream of the detection element, responsiveness when measuring various quantities related to the forward flow is improved.

【0008】また、分流路を導出口近傍において被測定
流れの下流側に向かうにつれて傾斜させること、この結
果、導出口からの導出流れの方向と、順方向の被測定流
れの流れ方向とのなす角度を鋭角にされることによっ
て、圧力損失及び測定誤差が低減される。以下、これら
の効果がもたらされる理由を説明する。
[0008] Further, the branch flow path is inclined in the vicinity of the outlet toward the downstream side of the flow to be measured. As a result, the direction of the flow derived from the outlet and the flow direction of the flow to be measured in the forward direction are formed. By making the angle acute, pressure loss and measurement error are reduced. Hereinafter, the reason why these effects are provided will be described.

【0009】[圧力損失の低減]仮に、分流路の導出口
から導出される流れが、被測定流れの主流れ方向に直交
する方向に導出されるよう、分流路の導出口近傍の流路
を形成すると、導出流れと被測定流れの合流点、すなわ
ち、この導出口近傍であって分流管の外側に渦が確実に
発生して、被測定流れの圧力損失が増大する。そこで、
本発明のように、導出口からの流れの導出方向を、順方
向へ流れる被測定流れが順方向に流れた場合に下流側と
なる方へ向け、導出方向を被測定流れの順方向に対して
可及的に鋭角にすることによって、この圧力損失が低減
される。
[Reduction of Pressure Loss] The flow path near the outlet of the branch flow path is assumed to be such that the flow derived from the branch flow outlet is derived in a direction perpendicular to the main flow direction of the flow to be measured. If it is formed, a vortex is surely generated at the junction of the derived flow and the flow to be measured, that is, in the vicinity of the outlet and outside the branch pipe, and the pressure loss of the measured flow increases. Therefore,
As in the present invention, the derivation direction of the flow from the outlet is directed toward the downstream side when the flow to be measured flowing in the forward direction flows in the forward direction, and the derivation direction is relative to the forward direction of the flow to be measured. By making the angle as sharp as possible, this pressure loss is reduced.

【0010】[測定誤差の低減]同じく、仮に、分流路
の導出口から導出される流れが、被測定流れの主流れ方
向に直交する方向に導出されるよう、分流路の導出口近
傍の流路を形成すると、被測定流れが逆方向に流れた場
合には、この被測定流れが分流管内に全く侵入すること
ができず、逆に、分流管の導入口から導出口に向かって
流れを引き出してしまう。この結果、逆流が発生してい
るにもかかわらず、検出素子は順流を誤検出してしま
い、測定誤差が飛躍的に増大する。そこで、本発明のよ
うに、導出口からの流れの導出方向を、被測定流れが順
方向に流れた場合に下流側となる方へ向けることによっ
て、被測定流れが逆方向に流れた場合には、確実に、導
出口から被測定流れが導入され導入口から導出されるよ
うにされる。これによって、上記原因による測定誤差が
低減される。
[Reduction of Measurement Error] Similarly, if the flow derived from the outlet of the branch flow is derived in a direction orthogonal to the main flow direction of the flow to be measured, the flow near the outlet of the branch flow is assumed. When the flow path is formed, if the flow to be measured flows in the opposite direction, the flow to be measured cannot enter the branch pipe at all. Pull it out. As a result, the detection element erroneously detects the forward flow despite the occurrence of the backward flow, and the measurement error increases dramatically. Therefore, as in the present invention, when the flow to be measured flows in the reverse direction by directing the flow direction of the flow from the outlet to the downstream side when the flow to be measured flows in the forward direction. Is ensured that the flow to be measured is introduced from the outlet and is derived from the inlet. Thereby, measurement errors due to the above-described causes are reduced.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.

【0012】本発明の好ましい実施の形態によれば、分
流路の導入口が被測定流れに対して直交するよう開口さ
れ、導出口が被測定流れに対して基本的に平行に開口さ
れる。そして、検出素子は、導入口の下流に近接して設
けられ、かつ導入口から検出素子下流近傍までの分流路
を流れが絞り込まれる構造に形成する。これによって、
導入口から検出素子に至る流れの速度が向上され、測定
の応答性が良好となる。さらに、この流体が絞り込まれ
る構造によって、検出素子表面において被測定流れの剥
離が抑制され、全流量域において順流に関して高精度出
力が得られる。
According to a preferred embodiment of the present invention, the inlet of the branch channel is opened so as to be orthogonal to the flow to be measured, and the outlet is opened essentially parallel to the flow to be measured. The detection element is provided in the vicinity of the downstream of the inlet, and has a structure in which the flow is narrowed down from the inlet to the vicinity of the downstream of the detection element. by this,
The speed of the flow from the inlet to the detection element is improved, and the responsiveness of the measurement is improved. Further, by the structure in which the fluid is constricted, separation of the flow to be measured on the surface of the detection element is suppressed, and a high-precision output with respect to the forward flow is obtained in the entire flow rate region.

【0013】本発明の好ましい実施の形態においては、
前記流れが絞り込まれる構造において流路断面積が最も
狭い部分の下流側直後に、流路断面積が急激に拡大する
部分を設け、かつ分流路に複数の変曲部を設け分流路全
長を長くし、導出口近傍の変曲部に近接して滞留空間を
設ける。この構造により逆流及び脈動発生時にその影響
を検出素子到達以前に打ち消すことができ、順流の流量
及び流速測定に関して高精度出力が得られる。
In a preferred embodiment of the present invention,
In the structure in which the flow is narrowed, a portion where the cross-sectional area of the flow passage is rapidly increased is provided immediately downstream of the portion where the cross-sectional area of the flow passage is narrowest, and a plurality of inflection portions are provided in the branch flow passage to increase the total length of the branch flow passage Then, a stay space is provided near the inflection portion near the outlet. With this structure, when backflow and pulsation occur, their effects can be canceled before reaching the detection element, and a high-precision output can be obtained for the measurement of the flow rate and the flow velocity of the forward flow.

【0014】本発明の好ましい実施の形態においては、
分流路の導出口近傍において、分流路は導出口に向かう
につれて、或いは、分流路の滞留空間から該導出口に至
る流路が、被測定流れが順方向に流れた場合に下流側と
なる方へ向かって傾斜される。これによって、導出口を
通じて被測定流れ中に導出される流れの方向と、被測定
流れが順方向に流れた場合の基本的な流れ方向との間の
角度が鋭角とされる。
In a preferred embodiment of the present invention,
In the vicinity of the outlet of the shunt channel, the shunt channel is directed toward the outlet, or the channel from the stagnation space of the shunt channel to the outlet is downstream when the flow to be measured flows in the forward direction. Inclined toward. Thereby, the angle between the direction of the flow led out into the flow to be measured through the outlet and the basic flow direction when the flow to be measured flows in the forward direction is an acute angle.

【0015】本発明の好ましい実施の形態において、滞
留空間は、導出口からの逆流が反転する空間である。ま
た、滞留空間は、流路(逆行流路)の終端部ないし次の
変曲部(順流が流れる場合には、次に導出口に至る変曲
部、すなわち、後段の変曲部)に形成されることが好ま
しい。滞留空間は、後述の図2(B)に示すように、特
に、導出口からの逆流が直接行き当たって滞留する領域
(クロスハッチングで示す)として形成されることが好
ましい。
In a preferred embodiment of the present invention, the stay space is a space where the backflow from the outlet is reversed. In addition, the retention space is formed at the end of the flow path (reverse flow path) or at the next inflection part (in the case of a forward flow, the inflection part reaching the next outlet, that is, the inflection part at the subsequent stage). Is preferably performed. As shown in FIG. 2B described later, it is particularly preferable that the stay space is formed as a region (shown by cross-hatching) where the backflow from the outlet directly hits and stays.

【0016】本発明の好ましい実施の形態においては、
滞留空間が導出口の直前(近傍ないし上流側)に設けら
れる。また、好ましくは、滞留空間が、導出口の直前に
おいて被測定流れが順方向に流れた場合に上流側となる
方に寄せられて設けられる。
In a preferred embodiment of the present invention,
A stay space is provided immediately before (in the vicinity or upstream of) the outlet. Also, preferably, the stay space is provided so as to be closer to the upstream side when the flow to be measured flows in the forward direction immediately before the outlet.

【0017】本発明の好ましい実施の形態においては、
分流路に流れを変曲ないし反転させる変曲部が設けら
れ、滞留空間が、導出口の直前であって、変曲部の外周
側に設けられる。
In a preferred embodiment of the present invention,
An inflection portion for inflection or reversal of the flow is provided in the branch flow path, and the stay space is provided immediately before the outlet and on the outer peripheral side of the inflection portion.

【0018】本発明の好ましい実施の形態において、滞
留空間は、分流路の流路壁が後退した凹部を含む。
In a preferred embodiment of the present invention, the stay space includes a concave portion in which the flow path wall of the branch flow path is retreated.

【0019】本発明の好ましい実施の形態においては、
滞留空間に連通され、逆流中に含まれた汚染物を貯留す
る副滞留空間が設けられる。
In a preferred embodiment of the present invention,
A sub-residence space that communicates with the retention space and stores the contaminants contained in the backflow is provided.

【0020】本発明の好ましい実施の形態においては、
分流路の導出口を囲む流路壁において、被測定流れが順
方向に流れた場合に下流側となる方の流路壁面が、上流
側の流路壁面よりも被測定流れの中に突出している。
In a preferred embodiment of the present invention,
In the flow path wall surrounding the outlet of the branch flow path, when the flow to be measured flows in the forward direction, the flow path wall on the downstream side protrudes into the flow to be measured more than the flow path wall on the upstream side. I have.

【0021】本発明の好ましい実施の形態においては、
分流路中、検出素子の上流側に絞りが形成され、絞りに
おいて流路断面径の最も小さい箇所が、検出素子上に形
成される。換言すれば、分流路断面積が徐々に減少する
流体絞り機構の最狭部が検出素子の検出面に対向して配
置され、この最狭部が検出素子の下流側端よりも少なく
とも検出素子内側にある。これによって、検出素子(検
出面)上での被測定流れの剥離が防止され、さらなる高
精度測定が可能となる。さらに、この絞りによって、測
定に対する被測定流れの脈動(内燃機関の脈動)の影響
が低減される。好ましくは、この流路断面径の最も小さ
い箇所より下流側において、分流路の流路断面積が急激
に拡大される。これによって、順流の測定に対する逆流
及び脈動の影響がさらに低減される。
In a preferred embodiment of the present invention,
In the branch channel, a throttle is formed on the upstream side of the detection element, and a portion of the throttle with the smallest channel cross-sectional diameter is formed on the detection element. In other words, the narrowest part of the fluid restrictor mechanism in which the cross-sectional area of the shunt channel gradually decreases is disposed to face the detection surface of the detection element, and the narrowest part is at least inside the detection element relative to the downstream end of the detection element. It is in. Thereby, separation of the flow to be measured on the detection element (detection surface) is prevented, and higher precision measurement is possible. In addition, the restriction reduces the influence of the pulsation of the measured flow (pulsation of the internal combustion engine) on the measurement. Preferably, the flow path cross-sectional area of the branch flow path is abruptly increased downstream of the portion having the smallest flow path cross-sectional diameter. This further reduces the effects of backflow and pulsation on forward flow measurements.

【0022】本発明の好ましい実施の形態においては、
下記のような検出素子を用いる。すなわち、この検出素
子は、基本的に半導体チップに4つの薄膜抵抗体が設け
られたものである。より具体的には、半導体層上にダイ
ヤフラム部とリム部が設けられている。ダイヤフラム部
には、(1)上流温度センサ及び(2)下流温度センサと、
上流温度センサ,の間に配置された(3)ヒータが設けら
れいる。一方、リム部には(4)雰囲気温度センサが設け
られている。ダイヤフラム部は、極薄化され熱絶縁が図
られている。
In a preferred embodiment of the present invention,
The following detection element is used. That is, this detection element is basically a semiconductor chip provided with four thin film resistors. More specifically, a diaphragm portion and a rim portion are provided on the semiconductor layer. The diaphragm section has (1) an upstream temperature sensor and (2) a downstream temperature sensor,
(3) A heater is provided between the upstream temperature sensor. On the other hand, the rim is provided with (4) an ambient temperature sensor. The diaphragm is made extremely thin to achieve thermal insulation.

【0023】次に、この検出素子を用いた流速や流量等
の流れに関する諸量の検出原理を下記に示す。 (1)ヒータが雰囲気温度に対して常に一定の温度差をも
つよう、ヒータに供給する電力を制御する。 (2)したがって、流れがない場合には、上流温度センサ
と下流温度センサの温度はほぼ等しくなっている。 (3)しかし、流れがある場合には、上流温度センサの温
度はその表面から熱が逃げるため低下する。下流温度セ
ンサの温度はヒータからの熱入力が増加するため、温度
変化は上流温度センサのそれよりも小さい。なお、下流
温度センサの温度は上昇する場合もある。 (4)上流温度センサと下流温度センサの温度差に基づき
流量や流速等を検出し、この温度差の符号から流れ方向
を検出する。なお、上記温度差は、温度による電気抵抗
の変化に基づき検出することができる。
Next, the principle of detecting various quantities relating to the flow such as the flow velocity and the flow rate using the detection element will be described below. (1) The power supplied to the heater is controlled so that the heater always has a constant temperature difference with respect to the ambient temperature. (2) Therefore, when there is no flow, the temperatures of the upstream temperature sensor and the downstream temperature sensor are substantially equal. (3) However, if there is a flow, the temperature of the upstream temperature sensor decreases because heat escapes from its surface. The temperature change of the downstream temperature sensor is smaller than that of the upstream temperature sensor because the heat input from the heater increases. Note that the temperature of the downstream temperature sensor may increase. (4) The flow rate, the flow velocity, and the like are detected based on the temperature difference between the upstream temperature sensor and the downstream temperature sensor, and the flow direction is detected from the sign of the temperature difference. The temperature difference can be detected based on a change in electric resistance due to temperature.

【0024】本発明の好ましい実施の形態においては、
検出素子が温度に基づいて、流量及び/又は流速を少な
くとも含む流れに関する量を測定するものである。
In a preferred embodiment of the present invention,
The sensing element measures a flow-related quantity including at least a flow rate and / or a flow rate based on the temperature.

【0025】本発明の好ましい実施の形態において、本
発明による測定装置は、種々の車両のエンジンの吸気系
に設置され、二輪又は四輪の車両に搭載されるエンジン
の吸気量等の測定に適用することができる。例えば、本
発明による測定装置は、四輪の車両に搭載されるエンジ
ンの吸気系において、エアクリーナとスロットルバルブ
間に設置される。また、本発明による測定装置は、二輪
の車両に搭載されるエンジンの吸気系において、シリン
ダに接続する二輪車用吸気管(エアファンネル)に、吸
気の流量ないし流速等を測定するため付設される。
In a preferred embodiment of the present invention, the measuring device according to the present invention is installed in an intake system of an engine of various vehicles, and is applied to measurement of an intake air amount of an engine mounted on a two-wheel or four-wheel vehicle. can do. For example, the measuring device according to the present invention is installed between an air cleaner and a throttle valve in an intake system of an engine mounted on a four-wheeled vehicle. Further, the measuring device according to the present invention is attached to a two-wheeled vehicle intake pipe (air funnel) connected to a cylinder in an intake system of an engine mounted on a two-wheeled vehicle in order to measure a flow rate or a flow speed of intake air.

【0026】[0026]

【実施例】以上説明した本発明の好ましい実施の形態を
さらに明確化するために、以下図面を参照して、本発明
の一実施例を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to further clarify the preferred embodiments of the present invention described above, an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】[実施例1]本発明の実施例1に係る流量
及び流速測定装置を説明する。図1(A)〜図1(C)
は、この測定装置の説明図であって、図1(A)は主流
(被測定流れ)の流れ方向に沿って切断された横断面
図、図1(B)は図1(A)中のB−B線断面図、図1
(C)は図1(A)中のC−C線断面図である。なお、
主流が図1(A)中の図示の方向に流れている場合、こ
の流れを「順流Mf」といい、主流がこれと逆方向に流
れている場合、この流れを「逆流Mc」(図2(A)参
照)という。
[Embodiment 1] A flow and flow velocity measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described. 1 (A) to 1 (C)
FIG. 1A is an explanatory view of this measuring device, in which FIG. 1A is a cross-sectional view cut along the flow direction of a main flow (measured flow), and FIG. BB sectional view, FIG.
FIG. 2C is a sectional view taken along line CC in FIG. In addition,
When the main flow is flowing in the direction shown in FIG. 1A, this flow is called “forward flow Mf”, and when the main flow is flowing in the opposite direction, this flow is called “backflow Mc” (FIG. 2). (A)).

【0028】図1(A)を参照すると、被測定流れであ
る主流、特に順流Mfの流れの一部を導入できるよう、
主流管のハウジング(不図示)には、分流管2のハウジ
ングが取付けられている。分流管2内には、屈曲した分
流路3が形成されている。分流路3の導入口4は、主流
ないし順流Mfの流れ方向と略直交する面で大きく開口
している。分流路3の導出口5は、主流ないし順流Mf
の流れ方向に略平行な面で開口している。
Referring to FIG. 1A, the main flow which is the flow to be measured, in particular, a part of the flow of the forward flow Mf can be introduced.
The housing of the branch pipe 2 is attached to the housing (not shown) of the main flow pipe. In the branch pipe 2, a bent branch channel 3 is formed. The inlet 4 of the branch channel 3 is largely open on a plane substantially perpendicular to the flow direction of the main flow or the forward flow Mf. The outlet 5 of the branch channel 3 has a main flow or a forward flow Mf.
Are opened in a plane substantially parallel to the flow direction.

【0029】この導出口5を囲む流路壁は、図示した主
流ないし順流Mfの基本的な流れ方向に対して、傾斜し
ている。詳細には、導出口5近傍において、分流路3は
その上流側から導出口5に向かうにつれて、主流が図示
のように順方向に流れた場合、すなわち順流Mfが流れ
た場合、下流側となる方へ向かって傾斜している。これ
によって、導出口5を通じて主流(被測定流れ)中に導
出される流れの方向DFと、順流Mfの基本的な流れ方
向(主流管軸方向)との間の角度θが鋭角とされてい
る。
The flow path wall surrounding the outlet 5 is inclined with respect to the illustrated main flow or the basic flow direction of the forward flow Mf. Specifically, in the vicinity of the outlet 5, the branch flow path 3 is downstream when the main flow flows in the forward direction as shown in the drawing from the upstream side toward the outlet 5, that is, when the forward flow Mf flows. It is inclined toward. Thereby, the angle θ between the direction DF of the flow led out into the main flow (flow to be measured) through the outlet 5 and the basic flow direction of the forward flow Mf (axial direction of the main flow pipe) is an acute angle. .

【0030】特に、図1(B)を参照すると、分流路3
において、検出素子7が配置される位置より上流には、
分流路3の流れ断面径が導入口4側から検出素子7側に
向かって徐々に減少された絞りRが形成されている。絞
りRにおいて、流れ断面径が最も狭い部分Nは、検出素
子7上に位置している。そして、分流路3の流れ断面径
は、この流れ断面径が最も狭い部分Nより下流に向かっ
て、急激に拡大されている。
In particular, referring to FIG.
, Upstream of the position where the detection element 7 is arranged,
A stop R is formed in which the flow cross-sectional diameter of the branch channel 3 is gradually reduced from the inlet 4 side toward the detection element 7 side. In the throttle R, a portion N where the flow cross section diameter is the smallest is located on the detection element 7. Then, the flow cross section diameter of the branch flow path 3 is rapidly increased toward the downstream from the portion N where the flow cross section diameter is the smallest.

【0031】特に、図1(C)を参照すると、分流管2
には、分流路3の流路壁の一部を構成する基板6が脱着
可能に取付けられている。基板6上には、分流路3内の
流れに晒されるよう、前記検出素子7が支持されてい
る。なお、検出素子7を支持した基板6は、不図示の主
流管の管外から装着及び交換可能である。
In particular, referring to FIG.
, A substrate 6 constituting a part of the flow path wall of the branch flow path 3 is detachably attached. The detection element 7 is supported on the substrate 6 so as to be exposed to the flow in the branch channel 3. The substrate 6 supporting the detection element 7 can be mounted and replaced from outside the mainstream pipe (not shown).

【0032】再度、図1(A)を参照すると、分流路3
の途中、検出素子7と導出口5の間には、導入された流
れを反転ないし大きく変曲させるための第1及び第2の
変曲部3a,3bが形成されている。さらに、第1の変
曲部3aの下流かつ第2の変曲部3bの外周側におい
て、滞留空間8が形成されている。また、この滞留空間
8は、導出口5の直前に位置し、詳細には、導出口5近
傍の分流路3の管軸方向(中心軸方向)の延長線上に位
置し、すなわち、導出口5から導入された逆流が直進す
る部分に形成されている。
Referring again to FIG. 1A, the branch flow path 3
The first and second inflection portions 3a and 3b are formed between the detection element 7 and the outlet 5 in order to reverse or largely invert the introduced flow. Further, a stay space 8 is formed downstream of the first inflection portion 3a and on the outer peripheral side of the second inflection portion 3b. The retention space 8 is located immediately before the outlet 5, and more specifically, is located on an extension of the branch channel 3 near the outlet 5 in the pipe axis direction (central axis direction). The backflow introduced from is formed in a portion that goes straight.

【0033】次に、被測定流れである主流が逆方向に流
れた場合、すなわち逆流が発生した場合について、この
測定装置の動作を説明する。なお、この測定装置を内燃
機関の吸気管に装着した場合において、逆流、すなわ
ち、内燃機関のシリンダから吸気口に向かって流れる流
れが発生したとき、この逆流中には、順流(吸気口から
シリンダに向かって流れる流れ)中に比べて、多くの粒
子状物質(汚染物)PMが含有されている。
Next, the operation of the measuring apparatus when the main flow, which is the flow to be measured, flows in the reverse direction, that is, when the reverse flow occurs, will be described. When the measuring device is mounted on the intake pipe of the internal combustion engine, when a reverse flow, that is, a flow that flows from the cylinder of the internal combustion engine toward the intake port occurs, a forward flow (from the intake port to the cylinder) occurs during the reverse flow. Of the particulate matter (contaminant) PM as compared with the flow (flow toward).

【0034】図2(A)は、図1(A)〜図1(C)に
示した測定装置の動作図であり、図2(B)は図2
(A)に示した導出口近傍の拡大図である。図2(A)
及び図2(B)中、実線の矢線は粒子状物質PMの軌跡
を示し、破線の矢線は気体の流れを示している。図2
(A)を参照すると、主流管内に逆流Mcが発生した場
合には、逆流Mcによって搬送された粒子状物質PMの
一部が、導出口5を通じて、導入口5の開口面に対して
斜め方向より分流路3内へ侵入する。粒子状物質PMの
慣性は一般的に大きいため、粒子状物質PMは、第2の
変曲部3bにおける流れの変曲に十分に追随できず、そ
のまま、直進して、導出口5直前の滞留空間8で滞留す
る。すなわち、滞留空間8は粒子状物質PMのトラップ
機能を発揮する。ここで、図2(B)は、滞留空間8に
粒子状物質PMが滞留している様子をクロスハッチング
で示している。かくして、粒子状物質PMが検出素子7
へ到達することが防止される。
FIG. 2A is an operation diagram of the measuring apparatus shown in FIGS. 1A to 1C, and FIG.
It is an enlarged view near the outlet shown in (A). FIG. 2 (A)
2B, a solid arrow indicates a trajectory of the particulate matter PM, and a broken arrow indicates a gas flow. FIG.
Referring to (A), when the backflow Mc occurs in the mainstream pipe, a part of the particulate matter PM transported by the backflow Mc passes through the outlet 5 in an oblique direction with respect to the opening surface of the inlet 5. It further penetrates into the branch channel 3. Since the inertia of the particulate matter PM is generally large, the particulate matter PM cannot sufficiently follow the inflection of the flow in the second inflection portion 3b, and goes straight as it is, and stays just before the outlet 5. Stay in the space 8. That is, the retaining space 8 exhibits a function of trapping the particulate matter PM. Here, FIG. 2 (B) shows a state in which the particulate matter PM stays in the stay space 8 by cross-hatching. Thus, the particulate matter PM is detected by the detection element 7.
Is prevented from reaching.

【0035】さらに、滞留空間8は、分流路3に侵入し
た逆流Mcの速度を低下させ、逆流Mcの検出素子7上
への到達を遅延させるサージ機能も発揮する。これによ
って、逆流Mcの流れが、順流Mf(図1(A)参照)
の流れの測定に対して与える影響が低減される。
Further, the staying space 8 also exhibits a surge function of reducing the speed of the backflow Mc entering the branch channel 3 and delaying the arrival of the backflow Mc on the detecting element 7. Thereby, the flow of the backflow Mc is changed to the forward flow Mf (see FIG. 1A).
The effect on the flow measurement is reduced.

【0036】[実施例2]次に、本発明の実施例2に係
る流量及び流速測定装置を説明する。なお、この実施例
2に係る測定装置は、前記実施例1に係る測定装置の変
形例であって、両測定装置が同様の構成を有する点につ
いて、適宜前記実施例1の説明を参酌するものとし、以
下の実施例2の説明においては、主として両者の相違点
について説明する。
[Second Embodiment] Next, a flow rate and flow velocity measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. The measuring device according to the second embodiment is a modified example of the measuring device according to the first embodiment, and the description of the first embodiment is appropriately referred to in that both measuring devices have the same configuration. In the following description of the second embodiment, mainly the differences between the two will be described.

【0037】図3は、本発明の実施例2に係る流量及び
流速測定装置の説明図であって、主流の流れ方向に沿っ
て切断された横断面図である。図3を参照すると、分流
路3の導出口5を囲む流路壁において、順流Mfに対し
て下流側となる方の流路壁面5bが、上流側の流路壁面
5aよりも突出幅T分、主流、すなわち被測定流れの中
に突出している。この突出した流路壁面5bによって、
逆流によって搬送される粒子状物質PM(図2(A)参
照)の侵入がさらに防止される。
FIG. 3 is an explanatory view of a flow rate and flow velocity measuring device according to a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view cut along a main flow direction. Referring to FIG. 3, in the flow path wall surrounding the outlet 5 of the branch flow path 3, the flow path wall face 5 b on the downstream side with respect to the forward flow Mf has a protrusion width T larger than the upstream flow path wall face 5 a. , Protruding into the main stream, that is, the flow to be measured. By this protruding channel wall surface 5b,
Intrusion of the particulate matter PM (see FIG. 2A) conveyed by the backflow is further prevented.

【0038】[実施例3]次に、本発明の実施例3に係
る流量及び流速測定装置を説明する。なお、この実施例
3が前記実施例1に係る測定装置と同様の構成を有する
点について、適宜前記実施例1の説明を参酌するものと
し、以下の実施例3の説明においては、主として両者の
相違点について説明する。
Third Embodiment Next, a flow rate and flow velocity measuring device according to a third embodiment of the present invention will be described. It should be noted that the description of the first embodiment is appropriately referred to in that the third embodiment has the same configuration as the measuring apparatus according to the first embodiment, and in the following description of the third embodiment, both of them are mainly described. The difference will be described.

【0039】図4(A)は、本発明の実施例3に係る流
量及び流速測定装置の説明図であって、主流の流れ方向
に沿って切断された横断面図である。図4(B)は、図
4(A)に示した導出口近傍の拡大図である。
FIG. 4A is an explanatory view of a flow rate and flow velocity measuring device according to Embodiment 3 of the present invention, and is a cross-sectional view cut along the main flow direction. FIG. 4B is an enlarged view of the vicinity of the outlet shown in FIG.

【0040】図4(A)を参照すると、分流管12内に
は、屈曲した分流路13が形成されている。分流路13
の導入口14は、順流Mfの流れ方向と略直交する面で
大きく拡開して開口している。分流路13の導出口15
は、順流Mfの流れ方向に略平行な面で開口している。
この導出口15を囲む流路壁は、順流Mfの流れ方向に
対して、傾斜している。詳細には、導出口15近傍にお
いて、分流路13は上流側から導出口15に向かうにつ
れて、順流Mfに対して下流側となる方へ向かって傾斜
している。
Referring to FIG. 4A, a bent distribution channel 13 is formed in the distribution tube 12. Dividing channel 13
The inlet 14 of FIG. 1 is greatly expanded and opened on a plane substantially orthogonal to the flow direction of the forward flow Mf. Outlet 15 of branch channel 13
Are opened in a plane substantially parallel to the flow direction of the forward flow Mf.
The flow path wall surrounding the outlet 15 is inclined with respect to the flow direction of the forward flow Mf. Specifically, in the vicinity of the outlet 15, the branch channel 13 is inclined toward the downstream side with respect to the forward flow Mf from the upstream side toward the outlet 15.

【0041】分流管12には、分流路13の流路壁の一
部を構成する基板6が脱着可能に取付けられている。基
板6上には、分流路13内の流れに晒されるよう、前記
検出素子7が支持されている。分流路13において、検
出素子7の上流には、検出素子7に向かって縮径された
絞りRが形成され、検出素子7の下流には流路断面積が
急激に拡大された部分が形成されている。
The substrate 6 constituting a part of the flow path wall of the flow path 13 is detachably attached to the flow dividing pipe 12. The detection element 7 is supported on the substrate 6 so as to be exposed to the flow in the branch channel 13. In the branch 13, an aperture R whose diameter is reduced toward the detection element 7 is formed upstream of the detection element 7, and a portion where the cross-sectional area of the flow path is rapidly increased is formed downstream of the detection element 7. ing.

【0042】分流路13の途中、検出素子7と導出口1
5の間には、導入された流れを反転ないし大きく変曲さ
せるための第1及び第2の変曲部13a,13bが形成
されている。さらに、第1の変曲部13aの下流かつ第
2の変曲部13bの外周側であって、導出口15の直前
には、滞留空間18が形成されている。この滞留空間1
8は、導出口15から侵入した逆流Mcが略直進する部
分に配置されている。滞留空間18は、分流路13の流
路壁が後退した凹部18a(図4(B)参照)を有して
いる。
In the middle of the branch channel 13, the detecting element 7 and the outlet 1
Between 5, there are formed first and second inflection portions 13a and 13b for reversing or largely inflection of the introduced flow. Further, a stagnation space 18 is formed downstream of the first inflection portion 13 a and on the outer peripheral side of the second inflection portion 13 b and immediately before the outlet 15. This stay space 1
Reference numeral 8 is disposed at a portion where the backflow Mc that has entered from the outlet 15 is substantially straight forward. The retention space 18 has a concave portion 18a (see FIG. 4B) in which the flow path wall of the branch flow path 13 is retracted.

【0043】特に、図4(B)を参照すると、この測定
装置によれば、逆流Mcが発生した場合、逆流Mcによ
って搬送されてきた粒子状物質PMは、導出口15の開
口面に対して斜めに侵入して、滞留空間18、特にその
凹部18aに効果的にトラップされる。さらに、滞留空
間18は逆流Mcに対する前記サージ機能を発揮する。
In particular, referring to FIG. 4B, according to this measuring device, when the backflow Mc occurs, the particulate matter PM transported by the backflow Mc moves with respect to the opening surface of the outlet 15. It invades obliquely and is effectively trapped in the retaining space 18, especially the concave portion 18a. Further, the stay space 18 exhibits the surge function for the backflow Mc.

【0044】[実施例4]次に、本発明の実施例4に係
る流量及び流速測定装置を説明する。なお、この実施例
4が前記実施例1に係る測定装置と同様の構成を有する
点について、適宜前記実施例1の説明を参酌するものと
し、以下の実施例4の説明においては、主として両者の
相違点について説明する。
[Fourth Embodiment] Next, a flow rate and flow velocity measuring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described. It should be noted that the description of the first embodiment is appropriately referred to in that the fourth embodiment has the same configuration as that of the measuring apparatus according to the first embodiment, and in the following description of the fourth embodiment, both of them are mainly described. The difference will be described.

【0045】図5は、本発明の実施例4に係る流量及び
流速測定装置の説明図であって、主流の流れ方向に沿っ
て切断された横断面図である。図5を参照すると、分流
管22内には、屈曲した分流路23が形成されている。
分流路23の導入口24は、主流Mの流れ方向と略直交
する面で大きく拡開して開口している。分流路23の導
出口25は、順流Mfの流れ方向に略平行な面で開口し
ている。この導出口25を囲む流路壁は、主流の基本的
な流れ方向ないし順流Mfの流れ方向に対して、傾斜し
ている。詳細には、導出口25近傍において、分流路2
3は上流側から導出口25に向かうにつれて、順流Mf
に対して下流側となる方へ向かって傾斜している。
FIG. 5 is an explanatory view of a flow rate and flow velocity measuring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view cut along the main flow direction. Referring to FIG. 5, a bent distribution channel 23 is formed in the distribution tube 22.
The introduction port 24 of the branch channel 23 is greatly expanded and opened on a plane substantially perpendicular to the flow direction of the main flow M. The outlet 25 of the branch channel 23 is opened in a plane substantially parallel to the flow direction of the forward flow Mf. The flow channel wall surrounding the outlet 25 is inclined with respect to the basic flow direction of the main flow or the flow direction of the forward flow Mf. Specifically, in the vicinity of the outlet 25, the branch channel 2
3 is a forward flow Mf from the upstream side toward the outlet 25.
With respect to the downstream side.

【0046】分流管22には、分流路23の流路壁の一
部を構成する基板6が脱着可能に取付けられている。基
板6上には、分流路23内の流れに晒されるよう、前記
検出素子7が支持されている。分流路23において、検
出素子7の上流には、検出素子7に向かって縮径された
絞りRが形成され、検出素子7の下流には流路断面積が
急激に拡大された部分が形成されている。
The substrate 6 forming a part of the flow path wall of the flow distribution path 23 is detachably attached to the flow distribution pipe 22. The detection element 7 is supported on the substrate 6 so as to be exposed to the flow in the branch channel 23. In the branch channel 23, an aperture R whose diameter is reduced toward the detection element 7 is formed upstream of the detection element 7, and a portion where the cross-sectional area of the channel is rapidly increased is formed downstream of the detection element 7. ing.

【0047】分流路23の途中、検出素子7と導出口2
5の間には、導入された流れを大きく変曲させるための
第1の変曲部23aが形成されている。さらに、第1の
変曲部23aの下流であって、導出口25の直前には、
順流Mfに対して上流側となる方に寄せられて、滞留空
間28が形成されている。この滞留空間28は、導出口
25から侵入した逆流が略直進する部分に配置されてい
る。
In the middle of the branch channel 23, the detecting element 7 and the outlet 2
Between 5, there is formed a first inflection portion 23a for largely inflection of the introduced flow. Further, downstream of the first inflection portion 23a and immediately before the outlet 25,
A stagnation space 28 is formed so as to be closer to the upstream side with respect to the forward flow Mf. This stagnation space 28 is arranged in a portion where the backflow that has entered from the outlet 25 is substantially straight forward.

【0048】この測定装置は、比較的簡素な構造の分流
管22によって、図2(A)に示した測定装置と同様に
逆流Mcに載って搬送されてきた粒子状物質PMを、滞
留空間28にてトラップすることができる。さらに、滞
留空間28は逆流Mcに対する前記サージ機能を発揮す
る。
In this measuring device, the particulate matter PM, which has been conveyed on the backflow Mc as in the measuring device shown in FIG. Can be trapped. Further, the stay space 28 exhibits the surge function for the backflow Mc.

【0049】[実施例5]次に、本発明の実施例5に係
る流量及び流速測定装置を説明する。なお、この実施例
5が前記実施例1に係る測定装置と同様の構成を有する
点について、適宜前記実施例1の説明を参酌するものと
し、以下の実施例5の説明においては、主として両者の
相違点について説明する。
[Fifth Embodiment] Next, a flow rate and flow velocity measuring apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described. It should be noted that the description of the first embodiment is appropriately referred to in regard to the point that the fifth embodiment has the same configuration as the measuring apparatus according to the first embodiment. The difference will be described.

【0050】図6(A)は、本発明の実施例5に係る流
量及び流速測定装置の説明図であって、主流の流れ方向
に沿って切断された横断面図である。図6(B)は、図
6(A)に示した導出口近傍の拡大図である。
FIG. 6A is an explanatory view of a flow rate and flow velocity measuring apparatus according to Embodiment 5 of the present invention, and is a cross-sectional view cut along the main flow direction. FIG. 6B is an enlarged view of the vicinity of the outlet shown in FIG.

【0051】図6(A)を参照すると、分流管32内に
は、屈曲した分流路33が形成されている。分流路33
の導入口34は、順流Mfの流れ方向と略直交する面で
大きく拡開して開口している。分流路33の導出口35
は、順流Mfの流れ方向に略平行な面で開口している。
この導出口35を囲む流路壁は、順流Mfに対して、傾
斜している。詳細には、導出口35近傍において、分流
路33は上流側から導出口35に向かうにつれて、順流
Mfに対して下流側となる方へ向かって傾斜している。
Referring to FIG. 6A, a bent distribution channel 33 is formed in the distribution tube 32. Dividing channel 33
The inlet 34 is largely open at a plane substantially perpendicular to the flow direction of the forward flow Mf. Outlet 35 of branch channel 33
Are opened in a plane substantially parallel to the flow direction of the forward flow Mf.
The channel wall surrounding the outlet 35 is inclined with respect to the forward flow Mf. Specifically, in the vicinity of the outlet 35, the branch channel 33 is inclined toward the downstream side with respect to the forward flow Mf from the upstream side toward the outlet 35.

【0052】分流管32には、分流路33の流路壁の一
部を構成する基板6が脱着可能に取付けられている。基
板6上には、分流路33内の流れに晒されるよう、前記
検出素子7が支持されている。分流路33において、検
出素子7の上流には、検出素子7に向かって縮径された
絞りRが形成され、検出素子7の下流には流路断面積が
急激に拡大された部分が形成されている。
The substrate 6 constituting a part of the flow path wall of the flow path 33 is detachably attached to the flow dividing pipe 32. The detection element 7 is supported on the substrate 6 so as to be exposed to the flow in the branch channel 33. In the branch flow path 33, an aperture R whose diameter is reduced toward the detection element 7 is formed upstream of the detection element 7, and a portion where the cross-sectional area of the flow path is rapidly increased is formed downstream of the detection element 7. ing.

【0053】分流路33の途中、検出素子7と導出口3
5の間には、導入された流れを大きく変曲させるための
第1及び第2の変曲部33a,33bが形成されてい
る。さらに、第1の変曲部33aの下流かつ第2の変曲
部33bの外周側であって、導出口35の近傍には、滞
留空間38が形成されている。滞留空間38は、前記ト
ラップ機能及び前記サージ機能を発揮する。
In the middle of the branch channel 33, the detecting element 7 and the outlet 3
Between 5, there are formed first and second inflection portions 33a and 33b for greatly inflection of the introduced flow. Further, a stagnation space 38 is formed downstream of the first inflection portion 33 a and on the outer peripheral side of the second inflection portion 33 b and near the outlet 35. The stay space 38 performs the trap function and the surge function.

【0054】さらに、分流管32内において滞留空間3
8の奥側には、分流管33に連通する枝管が形成され、
この枝管中に副滞留空間39が形成されている。
Further, the residence space 3
8, a branch pipe communicating with the branch pipe 33 is formed,
A sub-residence space 39 is formed in the branch pipe.

【0055】特に、図6(B)を参照すると、この測定
装置によれば、逆流Mcが発生した場合、逆流Mcによ
って搬送されてきた粒子状物質PMは、導出口35の開
口面に対して斜めに侵入して、まず、滞留空間38にて
トラップされる。トラップされて速度が減少した粒子状
物質PMは、やがて副滞留空間39に落ち込み貯留され
る。
In particular, referring to FIG. 6B, according to this measuring device, when the backflow Mc occurs, the particulate matter PM conveyed by the backflow Mc moves with respect to the opening surface of the outlet 35. It enters obliquely and is first trapped in the stay space 38. The particulate matter PM whose velocity has been reduced by being trapped eventually falls into the sub-retention space 39 and is stored.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明の主たる効果は以下のようなもの
である。 (1)逆流発生に付随して生じる検出素子の汚染が抑制さ
れる。 (2)逆流及び脈動が検出素子へ与える影響が減少され
る。 (3)順流の流れに関する諸量の高精度測定が可能とな
る。 (4)順流の流れに関する諸量を測定する際の応答性が維
持される。
The main effects of the present invention are as follows. (1) Contamination of the detection element caused by the backflow is suppressed. (2) The influence of the backflow and the pulsation on the detecting element is reduced. (3) High-precision measurement of various quantities related to the forward flow is possible. (4) Responsiveness in measuring various quantities related to the forward flow is maintained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(A)〜(C)は、本発明の実施例1に係る流
量及び流速測定装置の説明図であって、(A)は主流
(被測定流れ)の流れ方向に沿って切断された横断面
図、(B)は(A)中のB−B線断面図、(C)は
(A)中のC−C線断面図である。
1 (A) to 1 (C) are explanatory views of a flow rate and flow velocity measuring device according to a first embodiment of the present invention, wherein (A) is cut along a flow direction of a main flow (measured flow). (B) is a cross-sectional view taken along line BB in (A), and (C) is a cross-sectional view taken along line CC in (A).

【図2】(A)は、図1(A)に示した測定装置の動作
図であり、(B)は(A)に示した導出口近傍の拡大図
である。
2 (A) is an operation diagram of the measuring device shown in FIG. 1 (A), and FIG. 2 (B) is an enlarged view of the vicinity of the outlet shown in FIG. 1 (A).

【図3】図3は、本発明の実施例2に係る流量及び流速
測定装置の説明図であって、主流の流れ方向に沿って切
断された横断面図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a flow rate and flow velocity measuring device according to a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view cut along a main flow direction.

【図4】(A)は、本発明の実施例3に係る流量及び流
速測定装置の説明図であって、主流の流れ方向に沿って
切断された横断面図である。(B)は、(A)に示した
導出口近傍の拡大図である。
FIG. 4A is an explanatory view of a flow rate and flow velocity measuring device according to a third embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view cut along a main flow direction. (B) is an enlarged view near the outlet shown in (A).

【図5】図5は、本発明の実施例4に係る流量及び流速
測定装置の説明図であって、主流の流れ方向に沿って切
断された横断面図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a flow rate and flow velocity measuring device according to a fourth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view cut along a main flow direction.

【図6】(A)は、本発明の実施例5に係る流量及び流
速測定装置の説明図であって、主流の流れ方向に沿って
切断された横断面図である。(B)は、(A)に示した
導出口近傍の拡大図である。
FIG. 6A is an explanatory view of a flow rate and flow velocity measuring device according to a fifth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view cut along a main flow direction. (B) is an enlarged view near the outlet shown in (A).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 分流管 3 分流路 3a 第1の変曲部 3b 第2の変曲部 4 分流路の導入口 5 分流路の導出口 5a 導出口を囲む上流側流路壁面 5b 導出口を囲む下流側流路壁面 6 基板 7 検出素子 8 滞留空間 12 分流管 13 分流路 13a 第1の変曲部 13b 第2の変曲部 14 分流路の導入口 15 分流路の導出口 18 滞留空間 18a 凹部 22 分流管 23 分流路 23a 第1の変曲部 24 分流路の導入口 25 分流路の導出口 28 滞留空間 32 分流管 33 分流路 33a 第1の変曲部 33b 第2の変曲部 34 分流路の導入口 35 分流路の導出口 38 滞留空間 39 副滞留空間 DF 導出口を通じて被測定流れ(主流)中へ導出され
る流れの方向 Mf 順流(順方向に流れる主流ないし被測定流れ) Mc 逆流(逆方向に流れる主流ないし被測定流れ) N 絞りの最狭部 PM 粒子状物質(汚染物) R 絞り T 突出幅
2 Dividing pipe 3 Dividing channel 3a First inflection portion 3b Second inflection portion 4 Inlet of dividing channel 5 Outlet of dividing channel 5a Upstream channel wall surrounding the exit 5b Downstream flow surrounding the exit Road wall 6 Substrate 7 Detecting element 8 Retention space 12 Dividing tube 13 Dividing channel 13a First inflection section 13b Second inflection section 14 Introducing port of subchannel 15 Deriving port of subchannel 18 Retaining space 18a Depression 22 Dividing pipe 23 branch channel 23a first inflection section 24 branch channel inlet port 25 branch channel outlet 28 residence space 32 branch pipe 33 branch channel 33a first inflection section 33b second inflection section 34 introduction of branch channel Port 35 Outlet of branch channel 38 Reservation space 39 Sub-residence space DF Direction of flow led out into flow to be measured (main flow) through discharge port Mf Forward flow (main flow or flow to be measured flowing forward) Mc Reverse flow (reverse direction) Mainstream flowing to Stone to be measured flows) N iris narrowest portion PM particulate matter (pollutants) R throttle T protruding length

フロントページの続き (72)発明者 小島 多喜男 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内 (72)発明者 葛谷 康寿 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内 (72)発明者 須田 正憲 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内 (72)発明者 大島 崇文 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内 Fターム(参考) 2F030 CA10 CC13 CC14 CC15 CD02 CE12 CF09 2F035 AA02 EA08 Continued on the front page (72) Inventor Takio Kojima 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi Inside Japan Special Ceramics Co., Ltd. (72) Inventor: Masanori Suda, 14-18, Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Japan Inside (72) Inventor Takafumi Oshima 14-18, Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Japan F-term ( Reference) 2F030 CA10 CC13 CC14 CC15 CD02 CE12 CF09 2F035 AA02 EA08

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被測定流れが導入される分流路と、 前記分流路内の流れに晒され、流速及び流量等の流れに
関する諸量を検出する検出素子と、 前記分流路の途中であって前記検出素子と該分流路の導
出口の間に設けられ、該導出口から逆に導入される逆流
の少なくとも一部を滞留させる滞留空間と、 を有し、 前記導出口近傍において、該分流路は、該導出口に向か
うにつれて、被測定流れが順方向に流れた場合に下流側
となる方へ向かって傾斜されたこと、 を特徴とする流量及び流速測定装置。
1. A dividing channel into which a flow to be measured is introduced, a detecting element exposed to a flow in the dividing channel and detecting various quantities related to a flow such as a flow velocity and a flow rate; A stagnation space provided between the detection element and the outlet of the shunt channel, and stagnates at least a part of the backflow reversely introduced from the outlet, and the shunt channel near the outlet. The flow rate and flow velocity measuring device, characterized in that, as the measured flow flows in the forward direction, it is inclined toward the downstream side as it goes toward the outlet.
【請求項2】前記滞留空間に連通され、前記逆流中に含
まれた汚染物を貯留する副滞留空間を有することを特徴
とする請求項1記載の流量及び流速測定装置。
2. The flow rate and flow velocity measuring device according to claim 1, further comprising a sub-retention space communicating with the retention space and storing contaminants contained in the backflow.
【請求項3】前記滞留空間が前記導出口の直前に設けら
れたことを特徴とする請求項1記載の流量及び流速測定
装置。
3. The flow rate and flow velocity measuring device according to claim 1, wherein the staying space is provided immediately before the outlet.
【請求項4】前記分流路に流れを変曲ないし反転させる
変曲部が設けられたこと、 前記滞留空間が、前記導出口の直前であって、前記変曲
部の外周側に設けられたこと、 を特徴とする請求項1記載の流量及び流速測定装置。
4. An inflection portion for inflection or reversal of a flow is provided in the branch channel, and the staying space is provided immediately before the outlet and on an outer peripheral side of the inflection portion. The flow rate and flow velocity measuring device according to claim 1, characterized in that:
【請求項5】前記分流路の途中、前記検出素子と前記導
出口の間に、流れを変曲ないし反転させる変曲部が複数
設けられたことを特徴とする請求項1記載の流量及び流
速測定装置。
5. The flow rate and the flow velocity according to claim 1, wherein a plurality of inflection portions for inflection or inversion of flow are provided between the detection element and the outlet in the branch flow path. measuring device.
【請求項6】前記滞留空間は、前記分流路の流路壁が後
退した凹部を含むことを特徴とする請求項1記載の流量
及び流速測定装置。
6. The flow rate and flow velocity measuring apparatus according to claim 1, wherein the staying space includes a concave portion in which a flow path wall of the branch flow path is retreated.
【請求項7】前記滞留空間は、前記導出口の直前におい
て被測定流れが順方向に流れた場合に上流側となる方に
寄せられて形成されたことを特徴とする請求項1記載の
流量及び流速測定装置。
7. The flow rate according to claim 1, wherein the stagnation space is formed immediately upstream of the outlet when the flow to be measured flows in a forward direction. And a flow velocity measuring device.
【請求項8】前記分流路の導出口を囲む流路壁におい
て、被測定流れが順方向に流れた場合に下流側となる方
の流路壁面が、上流側の流路壁面よりも被測定流れの中
に突出していることを特徴とする請求項1記載の流量及
び流速測定装置。
8. The flow path wall surrounding the outlet of the branch flow path, the downstream flow path wall when the flow to be measured flows in the forward direction is measured more than the upstream flow path wall. The flow rate and flow velocity measurement device according to claim 1, wherein the flow rate and flow velocity measurement device protrudes into the flow.
【請求項9】前記分流路の導入口は、被測定流れの基本
的な流れ方向と直交する面で開口されたこと、 前記分流路の導出口は、被測定流れの基本的な流れ方向
と平行な面で開口されたこと、 を特徴とする請求項1記載の流速測定装置。
9. An introduction port of the branch flow path is opened on a plane orthogonal to a basic flow direction of the flow to be measured. The flow velocity measuring device according to claim 1, wherein the flow opening is opened in a parallel plane.
【請求項10】前記検出素子を支持すると共に、前記分
流路の流路壁の一部を形成する基板を有し、 前記検出素子は、前記分流路の流路壁面上において流れ
の検出をすることを特徴とする請求項1記載の流量及び
流速測定装置。
10. A substrate that supports the detection element and forms a part of a flow path wall of the branch flow path, wherein the detection element detects a flow on a flow path wall surface of the flow branch path. The flow rate and flow velocity measuring device according to claim 1, wherein:
【請求項11】前記分流路において前記検出素子の上流
に絞りが形成されたこと、 前記絞りにおいて流路断面径の最も小さい箇所が、前記
検出素子上に形成されたこと、 を特徴とする請求項1記載の流量及び流速測定装置。
11. A method according to claim 11, wherein a throttle is formed upstream of the detection element in the branch flow path, and a portion of the throttle having the smallest flow path cross-sectional diameter is formed on the detection element. Item 2. The flow rate and flow velocity measuring device according to Item 1.
【請求項12】前記絞りにおける流路断面径の最も小さ
い箇所より下流側において、前記分流路の流路断面積が
急激に拡大されたことを特徴とする請求項11記載の流
量及び流速測定装置。
12. The flow rate and flow velocity measuring device according to claim 11, wherein a flow path cross-sectional area of the branch flow path is sharply expanded downstream of a position of the flow path having the smallest diameter in the restrictor. .
【請求項13】被測定流れが導入される分流路と、 前記分流路内の流れに晒され、流速及び流量等の流れに
関する諸量を検出する検出素子と、 前記分流路の途中であって前記検出素子と該分流路の導
出口の間に設けられ、該導出口から逆に導入される逆流
の少なくとも一部を滞留させる滞留空間と、 を有し、 前記被測定流れが順方向に流れた場合の基本的な流れ方
向と、前記導出口を通じて被測定流れ中に導出される流
れの方向との間の角度が鋭角となるよう、前記分流路の
前記滞留空間から前記該導出口に至る流路が形成された
ことを特徴とする流量及び流速測定装置。
13. A dividing channel into which a flow to be measured is introduced, a detection element exposed to a flow in the dividing channel, and detecting various quantities related to a flow such as a flow velocity and a flow rate. A stagnant space provided between the detection element and the outlet of the branch channel, and stagnating at least a part of the backflow introduced reversely from the outlet, and the flow to be measured flows in the forward direction. From the stagnant space of the shunt channel to the outlet such that the angle between the basic flow direction in the case of the flow and the direction of the flow led into the flow to be measured through the outlet is an acute angle. A flow rate and flow velocity measuring device, wherein a flow path is formed.
【請求項14】被測定流れが順方向又は逆方向に流れる
主流管と、 前記主流管に接続され、前記被測定流れが導入される分
流路を含む分流管と、 前記分流路内の流れに晒され、流速及び流量等の流れに
関する諸量を検出する検出素子と、 を有し、 前記分流路は、 前記検出素子の上流に形成された絞りと、 前記絞りの下流直後に形成され、流路断面積が拡大され
た部分と、 前記検出素子と該分流路の導出口の間に設けられ、該分
流路に導入された流れが変曲される少なくとも一つの変
曲部と、 前記変曲部の下流であって前記導出口の直前に設けら
れ、該導出口から逆に導入される逆流の少なくとも一部
を滞留させる滞留空間と、 前記分流路の導出口近傍において、該導出口に向かうに
つれて、被測定流れが順方向に流れた場合に下流側とな
る方へ近づくよう傾斜された流路壁面と、 を備えたこと、 を特徴とする流量及び流速測定装置。
14. A main flow pipe through which a flow to be measured flows in a forward direction or a reverse direction; a diversion pipe connected to the main flow pipe and including a diversion path into which the flow to be measured is introduced; A detecting element for detecting various quantities related to the flow such as a flow velocity and a flow rate, wherein the shunting flow path is formed with a restrictor formed upstream of the detecting element, and formed immediately after the restrictor. A portion having an increased road cross-sectional area; and at least one inflection portion provided between the detection element and the outlet of the branch flow passage, wherein the flow introduced into the branch flow passage is bent. A stagnation space which is provided downstream of the section and is located immediately before the outlet and stagnates at least a part of the backflow introduced reversely from the outlet, and in the vicinity of the outlet of the branch channel, toward the outlet. Therefore, if the flow to be measured flows in the forward direction, The inclined flow paths wall to approach towards that, further comprising a flow rate and flow rate measuring device according to claim.
【請求項15】前記変曲部は、流れを反転させる反転変
曲部であることを特徴とする請求項14記載の流量及び
流速測定装置。
15. The flow rate and flow velocity measuring device according to claim 14, wherein the inflection portion is a reversal inflection portion for reversing a flow.
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